Trong lập trình, chúng ta thường xuyên làm việc với rất nhiều dữ liệu. Đôi khi, những dữ liệu này có liên quan đến nhau và cần được lưu trữ một cách có tổ chức. Đây chính là lúc Array (hay còn gọi là mảng) phát huy vai trò quan trọng của mình. Nếu bạn mới bắt đầu học code, hiểu về Array là một bước đệm vững chắc.
Array là gì?
Array (hay còn gọi là mảng trong tiếng Việt) là một cấu trúc dữ liệu cơ bản trong lập trình. Nó cho phép bạn lưu trữ và quản lý một tập hợp nhiều giá trị hoặc biến cùng một kiểu dữ liệu dưới một tên duy nhất một cách có thứ tự. Thay vì khai báo từng biến riêng lẻ, bạn dùng mảng để nhóm chúng lại.
Mảng hoạt động như một “thùng chứa” có khả năng chứa nhiều mục dữ liệu cùng loại. Mỗi mục dữ liệu được lưu trữ bên trong mảng được gọi là một phần tử. Ví dụ, bạn có thể dùng mảng để lưu trữ danh sách điểm của tất cả học sinh trong lớp hoặc tập hợp các giá trị nhiệt độ ghi nhận được qua các giờ.
Để truy cập, đọc hoặc thay đổi giá trị của một phần tử cụ thể bên trong mảng, chúng ta không gọi tên biến riêng lẻ. Thay vào đó, chúng ta sử dụng một con số gọi là chỉ mục (index). Chỉ mục này giống như số thứ tự hoặc địa chỉ của mỗi phần tử trong “dãy hộp” mà mảng tạo ra.
Một đặc điểm cốt lõi của mảng truyền thống là tính đồng nhất về kiểu dữ liệu. Điều này có nghĩa là tất cả các phần tử bên trong một mảng thường phải có cùng một loại dữ liệu, ví dụ như tất cả đều là số nguyên (integer), tất cả đều là chuỗi ký tự (string), hoặc tất cả đều là số thực (float).
Việc sử dụng mảng giúp việc tổ chức dữ liệu trở nên khoa học và hiệu quả hơn rất nhiều. Nó cho phép chúng ta xử lý một lượng lớn dữ liệu liên quan một cách dễ dàng, đặc biệt khi kết hợp với các cấu trúc điều khiển như vòng lặp. Mảng là nền tảng cho nhiều cấu trúc dữ liệu phức tạp hơn sau này.
Cấu trúc cơ bản của Array: Phần tử & Chỉ mục
Để hiểu rõ hơn về Array, chúng ta cần nắm vững hai thành phần chính cấu tạo nên nó: các phần tử mà nó lưu trữ và cách chúng ta xác định vị trí của từng phần tử đó thông qua chỉ mục. Cấu trúc này là nền tảng cho mọi thao tác làm việc với mảng.
Phần tử (Element) là gì trong Array?
Phần tử là từng mục dữ liệu riêng lẻ được lưu trữ bên trong Array. Mỗi phần tử giữ một giá trị độc lập nhưng là một phần của tập hợp lớn hơn do mảng quản lý. Tưởng tượng một mảng chứa danh sách trái cây, các phần tử sẽ là “Táo”, “Chuối”, “Cam”, v.v.
Số lượng phần tử mà một mảng có thể chứa được xác định bởi kích thước của mảng. Các phần tử này thường được sắp xếp theo một thứ tự tuyến tính, liên tục trong bộ nhớ máy tính (đối với nhiều ngôn ngữ), giúp việc truy cập trở nên nhanh chóng và hiệu quả.
Chỉ mục (Index) trong Array hoạt động như thế nào?
Chỉ mục (Index) là một số nguyên dùng để định danh và truy cập vị trí của một phần tử cụ thể trong Array. Mỗi phần tử trong mảng tương ứng với một chỉ mục duy nhất. Thông qua chỉ mục, bạn có thể “chỉ đích danh” phần tử mình muốn làm việc.
Quan trọng nhất, trong hầu hết các ngôn ngữ lập trình phổ biến như C++, Java, Python, JavaScript…, chỉ mục của mảng bắt đầu từ số 0. Điều này có nghĩa là phần tử đầu tiên của mảng nằm ở chỉ mục 0, phần tử thứ hai nằm ở chỉ mục 1, và cứ tiếp tục như vậy.
Ví dụ, nếu bạn có một mảng chứa 3 phần tử, các chỉ mục của chúng sẽ là 0, 1 và 2. Để lấy giá trị của phần tử thứ ba, bạn sẽ truy cập nó bằng chỉ mục 2. Việc chỉ mục bắt đầu từ 0 là một quy ước quan trọng cần ghi nhớ khi làm việc với mảng.
Việc truy cập phần tử bằng chỉ mục là cực kỳ nhanh. Máy tính có thể tính toán vị trí chính xác của phần tử trong bộ nhớ chỉ dựa vào địa chỉ bắt đầu của mảng, kích thước của mỗi phần tử và giá trị chỉ mục. Điều này làm cho mảng trở thành cấu trúc dữ liệu rất hiệu quả cho các tác vụ truy xuất ngẫu nhiên.
Các thuộc tính quan trọng của Array: Kiểu dữ liệu & Kích thước
Bên cạnh các phần tử và chỉ mục, Array còn có những thuộc tính cố hữu quyết định cách chúng hoạt động và được sử dụng. Hai trong số những thuộc tính quan trọng nhất là kiểu dữ liệu của các phần tử và kích thước của chính mảng đó. Hiểu rõ hai thuộc tính này giúp bạn khai báo và thao tác mảng chính xác.
Array yêu cầu kiểu dữ liệu phần tử đồng nhất?
Trong các ngôn ngữ lập trình có kiểu dữ liệu chặt chẽ (strongly-typed) như C++, Java, C#, Array bắt buộc tất cả các phần tử phải có cùng một kiểu dữ liệu. Nghĩa là, nếu bạn khai báo một mảng số nguyên, bạn chỉ có thể lưu trữ số nguyên trong đó, không thể thêm chuỗi hay số thực.
Yêu cầu này giúp trình biên dịch (compiler) hoặc trình thông dịch (interpreter) quản lý bộ nhớ hiệu quả và phát hiện lỗi sai kiểu dữ liệu sớm. Tuy nhiên, một số ngôn ngữ linh hoạt hơn như Python với cấu trúc List (danh sách) cho phép lưu trữ các phần tử có kiểu dữ liệu khác nhau trong cùng một tập hợp, mặc dù về mặt kỹ thuật, đó không phải là “mảng” truyền thống theo định nghĩa chặt chẽ.
Kích thước (Length/Size) của Array có ý nghĩa gì?
Kích thước (Length hoặc Size) của một Array là tổng số lượng phần tử mà nó có khả năng chứa. Kích thước này được xác định khi mảng được tạo ra. Ví dụ, một mảng có kích thước 5 có thể chứa tối đa 5 phần tử.
Trong nhiều ngôn ngữ lập trình (ví dụ: C, C++), khi bạn khai báo một mảng tĩnh, kích thước của nó là cố định và không thể thay đổi sau khi được tạo. Bạn không thể thêm hay bớt phần tử sau đó. Ngược lại, các cấu trúc tương tự mảng trong các ngôn ngữ khác (ví dụ: ArrayList trong Java, list trong Python) có thể có kích thước động, tự động điều chỉnh khi bạn thêm hoặc xóa phần tử. Hiểu loại mảng bạn đang dùng rất quan trọng.
Array khác gì Biến (Variable)?
Một trong những nhầm lẫn thường gặp với người mới là phân biệt giữa Biến (Variable) và Array. Mặc dù cả hai đều được dùng để lưu trữ dữ liệu và có tên định danh, chức năng cốt lõi của chúng là khác nhau. Sự khác biệt nằm ở số lượng giá trị mà chúng có thể chứa.
Biến là một vùng nhớ được đặt tên dùng để lưu trữ chỉ một giá trị duy nhất tại một thời điểm. Mỗi biến chỉ có thể “giữ” một thông tin, ví dụ như biến tuoi lưu trữ số tuổi, hoặc biến ten lưu trữ tên.
Ngược lại, Array là một cấu trúc dữ liệu dùng để lưu trữ một tập hợp nhiều giá trị (các phần tử) cùng một kiểu dữ liệu dưới một tên chung. Thay vì cần 100 biến khác nhau để lưu 100 điểm số, bạn chỉ cần một mảng điểm số duy nhất.
Cách truy cập giá trị cũng khác. Bạn truy cập giá trị của Biến bằng cách gọi tên của nó (tuoi, ten). Bạn truy cập giá trị của một phần tử trong Array bằng cách gọi tên mảng kèm theo chỉ mục của phần tử đó (ví dụ: diemso[0], diemso[1]).
Array dùng để làm gì? Lợi ích và Ứng dụng cơ bản
Array được sử dụng chủ yếu để lưu trữ và quản lý các tập hợp dữ liệu có liên quan đến nhau, đặc biệt khi số lượng dữ liệu lớn hoặc cần được xử lý theo một thứ tự nhất định. Đây là một trong những cấu trúc dữ liệu được dùng thường xuyên nhất trong mọi lĩnh vực lập trình.
Lợi ích chính khi sử dụng Array:
Tổ chức dữ liệu: Giúp nhóm các dữ liệu cùng loại lại với nhau một cách logic dưới một cái tên duy nhất, làm cho code gọn gàng và dễ đọc hơn.
Truy cập nhanh: Khả năng truy cập trực tiếp bất kỳ phần tử nào dựa vào chỉ mục của nó là cực kỳ nhanh chóng (thường là O(1)). Bạn không cần phải duyệt qua toàn bộ tập hợp để tìm một phần tử cụ thể nếu biết vị trí của nó.
Duyệt và xử lý hàng loạt: Array rất phù hợp khi bạn cần thực hiện cùng một thao tác trên tất cả hoặc một phần các phần tử trong tập hợp, thường thông qua việc sử dụng vòng lặp.
Ứng dụng cơ bản của Array trong thực tế:
Lưu trữ danh sách các mục (ví dụ: danh sách sản phẩm trong cửa hàng, danh sách tên người dùng).
Lưu trữ dữ liệu dạng bảng hoặc lưới (với mảng nhiều chiều), ví dụ như dữ liệu trong spreadsheet hoặc bản đồ đơn giản trong trò chơi.
Lưu trữ các giá trị tuần tự theo thời gian (ví dụ: giá cổ phiếu hàng ngày, nhiệt độ đo được theo giờ).
Lưu trữ các thuộc tính của một đối tượng đồ họa (ví dụ: tọa độ pixel trong ảnh).
DỊCH VỤ LIÊN QUAN:
Việc lập trình và xử lý các cấu trúc dữ liệu như Array là nền tảng để bạn xây dựng nên những website, ứng dụng hiệu quả. Để đưa sản phẩm của mình hoạt động ổn định trên internet, một nền tảng hạ tầng mạnh mẽ, đáng tin cậy là rất quan trọng. Bạn có thể tham khảo dịch vụ Web Hosting giá rẻ chất lượng uy tín tại Interdata.vn. Khi ứng dụng cần tài nguyên riêng biệt và tốc độ vượt trội hơn, dịch vụ VPS Hosting giá rẻ uy tín tốc độ cao là lựa chọn đáng cân nhắc.
Với các dự án lớn hơn đòi hỏi khả năng xử lý dữ liệu khổng lồ và hiệu năng cao cấp, dịch vụ Cloud Server chất lượng giá rẻ cấu hình cao mang lại giải pháp mạnh mẽ. Sử dụng phần cứng chuyên dụng thế hệ mới như bộ xử lý AMD EPYC Gen 3th và SSD NVMe U.2, dịch vụ này đảm bảo tốc độ và độ ổn định cao, phù hợp cho các yêu cầu phức tạp và cần sự đáng tin cậy.
Các thao tác cơ bản với Array
Sau khi đã hiểu Array là gì và cấu trúc của nó, bạn cần biết cách tương tác với các phần tử bên trong. Các thao tác cơ bản nhất bao gồm truy cập, thay đổi giá trị, và duyệt qua toàn bộ mảng.
Truy cập và thay đổi giá trị phần tử
Để lấy giá trị của một phần tử tại một vị trí nhất định, bạn sử dụng tên mảng theo sau là chỉ mục của phần tử đó đặt trong dấu ngoặc vuông (ví dụ: myArray[0]). Đây là cách để đọc dữ liệu từ mảng.
Để thay đổi giá trị của một phần tử đã tồn tại, bạn cũng sử dụng cú pháp tương tự để truy cập đến phần tử đó, sau đó gán cho nó một giá trị mới (ví dụ: myArray[1] = newValue😉. Thao tác này sẽ ghi đè giá trị cũ tại vị trí chỉ mục đó.
Duyệt qua Array (Iteration)
Duyệt qua Array (Iteration) là quá trình đi qua từng phần tử của mảng để thực hiện một hành động nào đó, ví dụ như in giá trị của tất cả các phần tử, tính tổng, tìm giá trị lớn nhất, v.v.
Cách phổ biến nhất để duyệt mảng là sử dụng vòng lặp. Bạn có thể dùng vòng lặp for để lặp qua các chỉ mục từ 0 đến kích thước mảng trừ 1, và sử dụng chỉ mục đó để truy cập từng phần tử trong mỗi lần lặp.
Nhiều ngôn ngữ cũng hỗ trợ các dạng vòng lặp khác thân thiện hơn để duyệt mảng, ví dụ như for-each hoặc map, cho phép bạn truy cập trực tiếp từng phần tử mà không cần làm việc tường minh với chỉ mục.
Thêm/Xóa Phần tử (Lưu ý về loại Array)
Khả năng thêm hoặc xóa phần tử khỏi một Array phụ thuộc lớn vào việc đó là mảng tĩnh hay động.
Với mảng tĩnh (kích thước cố định), bạn không thể trực tiếp thêm hoặc xóa phần tử. Kích thước đã được ấn định khi tạo mảng. Nếu bạn cần thêm hoặc xóa, thường bạn phải tạo một mảng mới có kích thước mong muốn và sao chép các phần tử từ mảng cũ sang.
Với các cấu trúc dữ liệu giống mảng động (ví dụ: List trong Python, ArrayList trong Java), việc thêm hoặc xóa phần tử là có thể. Cấu trúc này sẽ tự động quản lý bộ nhớ và điều chỉnh kích thước khi cần thiết, giúp bạn thao tác linh hoạt hơn với tập dữ liệu.
Các loại Array thường gặp (Tổng quan)
Mặc dù khái niệm cốt lõi là giống nhau, Array có thể được phân loại dựa trên số lượng “chiều” của nó. Hai loại phổ biến nhất mà bạn sẽ gặp khi mới bắt đầu là mảng một chiều và mảng nhiều chiều.
Mảng một chiều (One-dimensional Array)
Mảng một chiều (One-dimensional Array) là dạng Array đơn giản nhất, giống như một hàng hoặc một danh sách các phần tử được xếp thẳng hàng. Mỗi phần tử được truy cập bằng một chỉ mục duy nhất.
Tưởng tượng một dãy các ô nhớ liền kề trong bộ nhớ máy tính, mỗi ô chứa một giá trị và được đánh số thứ tự từ 0. Mảng một chiều chính là cách biểu diễn trực quan nhất cho dãy ô nhớ này.
Mảng nhiều chiều (Multi-dimensional Array)
Mảng nhiều chiều (Multi-dimensional Array) là Array có nhiều hơn một “chiều”, phổ biến nhất là mảng hai chiều. Mảng hai chiều có thể hình dung như một bảng hoặc một lưới (grid) gồm các hàng và cột.
Để truy cập một phần tử trong mảng nhiều chiều, bạn cần cung cấp nhiều chỉ mục tương ứng với số chiều của mảng (ví dụ: chỉ mục hàng và chỉ mục cột cho mảng hai chiều). Mảng nhiều chiều thường được dùng để biểu diễn ma trận, bảng tính, hoặc các cấu trúc dữ liệu có quan hệ không chỉ tuyến tính.
Ví dụ minh họa về Array trong các ngôn ngữ lập trình phổ biến
Để giúp bạn dễ hình dung hơn, chúng ta sẽ xem qua một vài ví dụ về cách khai báo và làm việc cơ bản với Array trong một số ngôn ngữ lập trình phổ biến.
Ví dụ Array trong Python
Trong Python, cấu trúc list hoạt động tương tự như Array, cho phép lưu trữ các phần tử có thứ tự. Mặc dù list linh hoạt hơn mảng truyền thống (có thể chứa các kiểu dữ liệu khác nhau và kích thước động), nó là ví dụ tốt nhất về Array cho người mới bắt đầu với Python.
Python
Khai báo một list (tương tự Array) chứa các số nguyên
diem_so = [85, 92, 78, 95, 88]
In toàn bộ list
print(“Danh sách điểm số:”, diem_so)
Truy cập phần tử đầu tiên (chỉ mục 0)
diem_dau_tien = diem_so[0]
print(“Điểm của học sinh đầu tiên:”, diem_dau_tien) # Kết quả: 85
Truy cập phần tử thứ ba (chỉ mục 2)
diem_thu_ba = diem_so[2]
print(“Điểm của học sinh thứ ba:”, diem_thu_ba) # Kết quả: 78
Thay đổi giá trị của phần tử thứ hai (chỉ mục 1)
diem_so[1] = 90
print(“Danh sách điểm số sau khi cập nhật:”, diem_so) # Kết quả: [85, 90, 78, 95, 88]
Duyệt qua tất cả các phần tử bằng vòng lặp for
print(“Duyệt qua danh sách điểm số:”)
for diem in diem_so:
print(diem)
Lấy kích thước (số lượng phần tử) của list
kich_thuoc = len(diem_so)
print(“Kích thước của danh sách điểm số:”, kich_thuoc) # Kết quả: 5
Ví dụ này cho thấy cách khai báo một list diem_so chứa 5 số nguyên. Sau đó, chúng ta sử dụng chỉ mục trong dấu ngoặc vuông [] để truy cập và thay đổi giá trị của các phần tử. Vòng lặp for cho phép dễ dàng duyệt qua từng phần tử. Hàm len() trả về kích thước của list.
Ví dụ Array trong JavaScript
Trong JavaScript, Array là một đối tượng mạnh mẽ cho phép lưu trữ nhiều giá trị trong một biến duy nhất. Array trong JS cũng có kích thước động và có thể chứa các kiểu dữ liệu khác nhau, tương tự list trong Python.
JavaScript
// Khai báo một Array chứa các chuỗi ký tự
let danhSachMonAn = [“Phở”, “Bún Chả”, “Bánh Mì”];
// In toàn bộ Array
console.log(“Danh sách món ăn:”, danhSachMonAn);
// Truy cập phần tử đầu tiên (chỉ mục 0)
let monDauTien = danhSachMonAn[0];
console.log(“Món ăn đầu tiên:”, monDauTien); // Kết quả: Phở
// Truy cập phần tử thứ hai (chỉ mục 1)
let monThuHai = danhSachMonAn[1];
console.log(“Món ăn thứ hai:”, monThuHai); // Kết quả: Bún Chả
// Thay đổi giá trị của phần tử thứ ba (chỉ mục 2)
danhSachMonAn[2] = “Nem Cuốn”;
console.log(“Danh sách món ăn sau khi cập nhật:”, danhSachMonAn); // Kết quả: [“Phở”, “Bún Chả”, “Nem Cuốn”]
// Duyệt qua tất cả các phần tử bằng vòng lặp for
console.log(“Duyệt qua danh sách món ăn:”);
for (let i = 0; i < danhSachMonAn.length; i++) {
console.log(danhSachMonAn);
}
// Lấy kích thước (số lượng phần tử) của Array
let kichThuoc = danhSachMonAn.length;
console.log(“Kích thước của danh sách món ăn:”, kichThuoc); // Kết quả: 3
Ví dụ này minh họa cách khai báo Array danhSachMonAn chứa các chuỗi. Việc truy cập và thay đổi giá trị vẫn sử dụng chỉ mục []. Vòng lặp for truyền thống dựa vào chỉ mục (i) và thuộc tính .length để lặp qua tất cả các phần tử.
Ví dụ Array trong C++
Trong C++, Array là một cấu trúc dữ liệu tĩnh, có nghĩa là kích thước của nó phải được xác định khi khai báo và không thể thay đổi sau đó. Các phần tử phải cùng kiểu dữ liệu.
C++
#include <iostream>
#include <string> // Cần include để dùng kiểu string
int main() {
// Khai báo một Array chứa 4 số nguyên
int soLuong[4] = {10, 25, 5, 30};
// Khai báo một Array chứa 3 chuỗi ký tự
std::string tenHang[3] = {“Ao”, “Quan”, “Mu”};
// In toàn bộ Array (cần duyệt qua)
std::cout << “Danh sách số lượng:”;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
std::cout << “ ” << soLuong;
}
std::cout << std::endl;
// Truy cập phần tử đầu tiên của soLuong (chỉ mục 0)
int soDauTien = soLuong[0];
std::cout << “Số lượng mục đầu tiên: ” << soDauTien << std::endl; // Kết quả: 10
// Truy cập phần tử thứ hai của tenHang (chỉ mục 1)
std::string hangThuHai = tenHang[1];
std::cout << “Tên hàng thứ hai: ” << hangThuHai << std::endl; // Kết quả: Quan
// Thay đổi giá trị của phần tử thứ tư của soLuong (chỉ mục 3)
soLuong[3] = 40;
std::cout << “Số lượng mục cuối sau cập nhật: ” << soLuong[3] << std::endl; // Kết quả: 40
// Duyệt qua Array tenHang bằng vòng lặp for
std::cout << “Danh sách tên hàng:”;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
std::cout << “ ” << tenHang;
}
std::cout << std::endl;
// Lưu ý: Kích thước mảng tĩnh trong C++ thường phải biết trước
// hoặc dùng cách tính kích thước phức tạp hơn cho mảng không khởi tạo ban đầu.
return 0;
}
Trong ví dụ C++, chúng ta khai báo mảng soLuong với kích thước 4 và mảng tenHang với kích thước 3 ngay khi tạo. Việc truy cập và thay đổi giá trị vẫn dùng chỉ mục []. Để in toàn bộ mảng, chúng ta cần dùng vòng lặp for dựa trên chỉ mục. Kích thước mảng tĩnh là cố định và không dễ dàng thay đổi.
Tổng kết
Array (hoặc mảng) là một cấu trúc dữ liệu cơ bản nhưng vô cùng mạnh mẽ trong lập trình. Nó cho phép chúng ta tổ chức và làm việc với các tập hợp phần tử cùng kiểu dữ liệu một cách hiệu quả thông qua việc sử dụng chỉ mục.
Việc nắm vững khái niệm về Array, cách thức hoạt động của phần tử và chỉ mục, sự khác biệt giữa Array và Biến, cùng các thao tác cơ bản sẽ là nền tảng vững chắc giúp bạn tiếp cận các cấu trúc dữ liệu phức tạp hơn và giải quyết nhiều bài toán lập trình thực tế. Hãy thực hành với các ví dụ trong ngôn ngữ bạn đang học để củng cố kiến thức này nhé!
Nguồn: https://interdata.vn/blog/array-la-gi/
DỊCH VỤ LIÊN QUAN:
